2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——空間探索的科學(xué)方法考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在括號內(nèi)）1.在空間探索的科學(xué)方法中，通過設(shè)計實驗并在特定空間環(huán)境（如太空）中執(zhí)行以驗證或證偽假設(shè)的方法，主要指的是（）。A.觀測法B.模型法C.實驗法D.跨學(xué)科研究法2.以下哪一項不是現(xiàn)代空間觀測技術(shù)中常用的多波段觀測策略的主要目的？（）A.獲取不同能量層次的天體信息B.克服單一波段觀測的局限性C.僅限于可見光波段成像D.提高天文事件的探測靈敏度3.空間探測器上配備的各類傳感器，其主要功能是（）。A.進(jìn)行軌道姿態(tài)控制B.執(zhí)行星際航行導(dǎo)航C.探測、收集和轉(zhuǎn)換外部信息D.提供宇航員的生命支持4.對空間遙感獲取的圖像進(jìn)行輻射校正的主要目的是（）。A.消除圖像中的噪聲干擾B.消除大氣層對地觀測的影響C.改變圖像的幾何形狀D.增強(qiáng)圖像的對比度5.在空間科學(xué)研究中，將理論預(yù)測與空間觀測結(jié)果進(jìn)行比較，以檢驗理論正確性的過程，體現(xiàn)了科學(xué)方法中的（）原則。A.唯物主義B.可證偽性C.實證主義D.循環(huán)驗證6.“空間碎片”問題對空間探測活動構(gòu)成威脅，這凸顯了在空間探索中必須考慮（）。A.技術(shù)可行性B.經(jīng)濟(jì)成本效益C.外層空間環(huán)境與安全D.國際合作協(xié)調(diào)7.哈勃空間望遠(yuǎn)鏡與地基大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相比，其主要優(yōu)勢在于（）。A.觀測光譜范圍更廣B.能夠觀測射電信號C.免受地球大氣層干擾D.成本更低廉8.空間科學(xué)研究中，利用計算機(jī)模擬來預(yù)測天體演化或?qū)嶒灲Y(jié)果的行為，屬于（）。A.觀測法B.實驗法C.模型法D.歸納法9.根據(jù)外層空間條約精神，各國在空間探索活動中應(yīng)避免對月球和其他天體造成（）。A.科學(xué)價值喪失B.環(huán)境污染C.資源枯竭D.以上所有10.空間探測任務(wù)中，探測器需要具備一定程度的自主決策能力，這主要是因為（）。A.地面指令傳輸延遲較大B.探測器可以在夜間工作C.宇航員無法全程監(jiān)控D.節(jié)省能源消耗二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.空間探索中的科學(xué)方法強(qiáng)調(diào)理論與實踐的相結(jié)合，即認(rèn)識來源于______，又需要回到實踐中去檢驗。2.利用雷達(dá)或激光等手段測量地月距離或行星表面特征，屬于空間______的范疇。3.對從空間探測器傳回的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評估、誤差分析和信息提取的過程，稱為______。4.科學(xué)假說需要具備可檢驗性，即它所預(yù)測的現(xiàn)象必須是______的。5.空間觀測數(shù)據(jù)的處理中，去除由探測器自身特性引起的系統(tǒng)偏差，屬于______校正。6.人類對宇宙的探索經(jīng)歷了從地面觀測到無人探測，再到載人登月的歷程，體現(xiàn)了______的發(fā)展特點。7.在進(jìn)行空間科學(xué)實驗設(shè)計時，需要嚴(yán)格控制______，以確定觀測結(jié)果是否由自變量引起。8.空間法的基本原則之一是______原則，即各國探索和利用外層空間的活動應(yīng)是為了全人類的利益。9.空間樣本返回地球后，在實驗室中對其進(jìn)行的分析研究，是空間探索的______環(huán)節(jié)的重要支撐。10.隨著空間技術(shù)的進(jìn)步，______和人工智能等信息技術(shù)在空間數(shù)據(jù)處理與任務(wù)規(guī)劃中的作用日益凸顯。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.跨學(xué)科研究法2.空間遙感3.科學(xué)模型的建立與應(yīng)用4.自主控制系統(tǒng)5.外層空間安全四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述空間觀測與空間探測在科學(xué)方法上的主要區(qū)別。2.為什么多波段觀測對于理解復(fù)雜的宇宙現(xiàn)象至關(guān)重要？3.在設(shè)計一個火星表面探測任務(wù)時，需要考慮哪些主要的科學(xué)方法要素？4.簡述空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要步驟和目的。五、論述題（10分。請結(jié)合具體實例，論述空間探索中科學(xué)方法的應(yīng)用及其重要性。）試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.D6.C7.C8.C9.D10.A二、填空題1.實踐2.遙感3.數(shù)據(jù)分析4.可檢驗5.輻射6.技術(shù)驅(qū)動7.控制變量8.利益共同9.驗證與確認(rèn)10.大數(shù)據(jù)三、名詞解釋1.跨學(xué)科研究法：指在解決復(fù)雜的空間科學(xué)問題時，綜合運用來自不同學(xué)科（如天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等）的知識、理論和方法進(jìn)行分析和研究的技術(shù)。2.空間遙感：指不直接接觸物體本身，而是通過感知物體對電磁波輻射、反射、散射信息的特征，以獲取該物體信息的空間探測技術(shù)。3.科學(xué)模型的建立與應(yīng)用：指根據(jù)對研究對象的認(rèn)識，抽象、簡化并運用數(shù)學(xué)語言或其他形式（如物理模擬、計算機(jī)模擬）來描述現(xiàn)象或過程的內(nèi)在聯(lián)系，并通過模型進(jìn)行預(yù)測、分析和解釋。4.自主控制系統(tǒng)：指空間探測器或航天器具備在一定范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)程序或環(huán)境反饋，自主做出決策、執(zhí)行操作，以完成特定任務(wù)或應(yīng)對突發(fā)情況的能力。5.外層空間安全：指保障在外層空間進(jìn)行活動（包括發(fā)射、運行、回收等）的安全，防止因空間物體碰撞、空間碎片污染、有害電磁輻射等對航天器、空間站以及地面設(shè)施和人類生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅的狀態(tài)和措施。四、簡答題1.空間觀測主要側(cè)重于被動接收自然來源的電磁波或其他信號，以獲取天體或環(huán)境信息，方法上以成像、光譜分析為主，驗證性相對較強(qiáng)?？臻g探測則主動發(fā)射探測信號或攜帶儀器前往目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行近距離測量、采樣、實驗，方法上涉及主動交互、實地考察，驗證性和探索性更強(qiáng)。2.不同波段的電磁波穿透不同介質(zhì)的能力不同，對應(yīng)不同的天體物理過程和物質(zhì)形態(tài)。單一波段觀測往往只能揭示現(xiàn)象的部分信息。多波段觀測可以獲取更全面、更豐富的天體信息，彌補(bǔ)單一波段的不足，幫助科學(xué)家綜合分析，建立更完整的宇宙圖像，從而更深入地理解復(fù)雜的天體演化、物質(zhì)組成和物理機(jī)制。3.設(shè)計火星表面探測任務(wù)時，需要考慮的科學(xué)方法要素包括：明確科學(xué)目標(biāo)（提出待解決的問題或驗證的假說）；選擇合適的探測方法和技術(shù)手段（觀測、采樣、實驗等）；設(shè)計科學(xué)的實驗方案或觀測策略（確定觀測點、時間、參數(shù)等）；確保數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和有效分析；進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)果驗證與模型比對。4.空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要步驟包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理（如幾何校正、輻射校正、噪聲濾波）；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與兼容性檢查；數(shù)據(jù)完整性校驗（如缺失值、異常值檢查）；數(shù)據(jù)一致性比對（多源數(shù)據(jù)或多時相數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系檢查）；數(shù)據(jù)精度評估（與已知標(biāo)準(zhǔn)或模型預(yù)測結(jié)果的比較）。其目的是消除或減小數(shù)據(jù)中存在的錯誤、偏差和不確定性，確保數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性和有效性。五、論述題空間探索的科學(xué)方法是其取得輝煌成就的核心驅(qū)動力。以火星探測為例，其應(yīng)用了多種科學(xué)方法。首先，基于地球生命和太陽系演化的理論，提出了“火星是否存在生命”或“火星地質(zhì)歷史”等科學(xué)假說。然后，通過地面觀測和空間觀測（如利用望遠(yuǎn)鏡獲取火星的多波段圖像和光譜數(shù)據(jù)），積累了關(guān)于火星大氣、表面、水文歷史的初步信息，為假說提供了部分依據(jù)，但也提出了新的疑問。接著，設(shè)計和發(fā)射火星探測器（如“好奇號”漫游車），采用遙感（相機(jī)、光譜儀）和探測（鉆探、樣本分析）手段，在火星表面進(jìn)行實地科學(xué)實驗，獲取